光纤检测石油勘探论文

摘要：石油行业地质资料数据具有数据量大、增长快和数据种类复杂等特点，如何备份这些海量的数据成了一大难题。以中国南海东部海域石油勘探数据为例，结合石油行业数据特点，设计了“两地三中心”的数据备份系统架构，建成了三级数据备份系统。下面是小编为大家整理的《光纤检测石油勘探论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

光纤检测石油勘探论文 篇1：

地震勘探检波器在油气勘探中的运用综述

【摘要】地震勘探技术是石油领域中的一项重要技术，对于探测石油的储量具有非常重要的作用。可以这样说，地震勘探技术的发展，关乎整个石油行业的发展，地震勘探技术为石油行业提供有力的技术支持，保证了探测石油储量成为现实。伴随着地震勘探的发展，特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展，检波器的发展也达到了一定的高度，MEMS三分量数字检波器更是引起了大家的高度关注，本文将较为全面地介绍检波器的发展历史以及不同检波器的特点，以便大家对检波器有更进一步的认识。

【关键词】检波器 发展 MEMS三分量

地震勘探技术在实际的石油勘探中应用的十分广泛，是目前石油勘探的主要技术之一，在许多的石油勘探中都有应用。勘探技术的发展也推动了检波器技术的发展，检波器从最初的灵敏度低、频带窄发成现在动态范围更大、频带更宽、失真度更低、适合高分辨率勘探的高精度地震检波器。一般认为国内外地震检波器的发展已经经历了四个阶段：

第一阶段为70年代以前：该阶段地震仪器使用模拟纪录，道数少（20-50道）。地震检波器特点是频带窄（14-60Hz）、低灵敏度（3-5v/m/s）、动态范围小（30dB）、型号单一。

第二阶段为80年代中期：地震仪器实现了数字化，计算机数据处理技术也相继发展，更重要的是三维地震勘探、高分辨率地震勘探的出现，地震勘探领域扩大到山地、戈壁、沙漠、滩海及海上，地震检波器在性能及型号上发生了较大的变化。一大批高性能技术指标的检波器相继出现，检波器的灵敏度、自然频率、失真系数、假频等技术指标都得到较大改进，更加适用于地震勘探的需求。

第三阶段为90年代：国内部分检波器生产厂家，引进了国外的检波器生产线，经过消化吸收，其检波器技术水平达到了国际发达国家水平。随着高精度地震勘探的推广，检波器向三高（高保真、高灵敏度、高分辨）方向发展，检波器的型号和品种也越来越多，例如：不同型号超级检波器、涡流检波器、高性能压电检波器等。

第四阶段：21世纪始：随着传感器技术、电子技术、计算机技术、数据传输技术等技术的发展。现在高分辨地震数据采集，要求采集的地震数据达到高精确度、高信噪比、高矢量保真度，因此这个阶段相继出现了精度更高的检波器。新型检波器发展的特点主要表现在：

（1）采用新的检测原理。光纤传感技术、微电子机械传感技术、高性能压电材料、电容传感器等一批高新技术进入地震勘探检波器领域；

（2）检波器内全面实现数字化，减少了信号的模拟传输部分；

（3）检波器的动态范围、灵敏度、失真等技术指标大幅度提高，抗电磁干扰能力大幅度增强

1 传统的地震检波器按工作原理分为：动圈式、压电式和涡流式检波器

1.1 动圈式检波器

动圈式检波器是目前地震中最常用的检波器，它是基于电磁感应原理。利用上、下两个线圈绕制在铝制线圈架上，组成一个惯性体，由弹簧片悬挂在永久磁铁产生的磁场中，永久磁铁与检波器外壳固定在一起。当检波器外壳随地面震动时，引起线圈相对于永久磁铁运动，两线圈产生感应电动势，随着检波器外壳振动的大小变化，感应电动势也随之变化，速度越大，感应电势也大，检波器震动时，在检波器的输出端输出相应的电信号，传输给地震仪器。为了提高检波器的机电转换效率，使磁钢的两个磁极都起作用，即在两极磁场中都有线圈在工作，并使两个线圈产生的感应电动势相加，提高检波器的灵敏度。为了实现这一目的，在绕制线圈时，一个线圈正绕另一线圈反绕，并把上线圈的终端与下线圈的起端联在一起（反向连接），把上下线圈的另外两个端头做为输出端。当线圈相对磁钢运动时，由于两线圈的磁场方向相反，所以连接的两线圈的感应电势是同向相加的。对于外界磁场干扰，反向连接的两线圈的感应电势是反向抵消的，这样就提高了抗干扰能力（如图1）。

1.2 压电检波器

由于新型压电材料的进步，基于压电原理的检波器也日益受到地震仪器专业人员的重视。压电检波器的原理是利用某些强电介质晶体受外力作用后，其分子内部产生极化现象导致正负电荷分离，使其两个表面上产生符号相反的电荷，即产生了电动势，它是一种自发电式传感器，由于电荷电量没有驱动能力，一般需要与其配套的检测放大电路。该电路主要有二个主要作用：一是放大压电元件的微弱信号；二是阻抗变换，把高输入阻抗变为与地震仪器配套的低输入阻抗。通常由电压放大器和电荷放大器二种形式。陆用压电检波器具有高灵敏度、宽频带、大动态范围、谐波失真小和相位一致性好的优良性能。但是，由于陆用压电检波器是一种有源检波器，也就是使用时必须每个检波器需要供电电源，不利于施工，且采集的地震信号多集中在100Hz左右，所以在低频段，非常容易造成信号的失真。

1.3 涡流式检波器

涡流检波器也是应用电磁感应原理制成的。把一块金属导体放在磁场中，使其在固定磁场中运动时，在金属导体中会感应出相互闭合的电流，称为涡流。非磁性的导体在永久磁场中运动会产生涡流，利用这一原理制成的地震检波器，称为涡流检波器。涡流检波器是将一个非磁场性的铜质圆筒作为惯性体，圆筒通过弹簧片与外壳连接，然后使其处于磁钢、极靴、线圈及外壳构成的磁通回路的间隙中。线圈固定在外壳上，并与接线柱连接。当外壳运动时，铜圆筒对外壳及磁钢作相对运动而切割磁力线，在圆筒导体中将产生感应电动势。由于内部结构与普通电动式检波器不同，感应电势的幅值与圆筒、磁钢和外壳的相对运动速度成正比，所以它是一种加速度型检波器。由于加速度检波器的输出信号与振动激励信号的加速度成正比，因而具有随着振动频率的升高，检波器的输出也随着增高的特点。涡流检波器有利于压制面波，其电压输出灵敏度是随着激振频率的增高而线性增加的。频率响应曲线在自然频率处形成拐点。在拐点左边以18dB/ oct的陡度下降，对低频干扰的抑制能力比常规的动圈式检波器要强50%，有利于压制面波。有利于高频信号。在拐点左边以6 dB/oct的陡度上升，高频信号的电压灵敏度，随着激振频率的升高呈线性上升特性，这一优点对大地衰减吸收的地震波高频信号是一个很重要的补偿，有利于高频信号。

2 MEMS数字检波器

随着数字信息技术的发展，所有的仪器、传感器由模拟化向数字化过渡。由于数字检波器有模拟检波器无以伦比显著的优点，地震检波器经历了长时间的模拟时代后，开始向数字检波器发展，国外较先进的地震勘探仪器可以兼容数字检波器也推动了数字检波器的发展。法国SERCEL公司生产的DSU3数字检波器已经在大范围的推广应用。美国I/O公司生产的VECTORSEIS数字检波器也开始应用。据有关信息，虽着石油资源的需求量日益紧张，油气勘探难度和力度也在加大。各国都在为大规模提高石油勘探装备水平做准备。几个地震仪器制造公司都在垄断其现有特色技术。不远的将来，传统的地震仪器将逐渐退出地震勘探市场，在国外的勘探市场上，国外数字检波器的实验阶段已经结束，正在逐渐大规模的推广应用，数字检波器将在未来世界石油勘探中起重要作用。目前，国内数字检波器的应用还限制在很小的范围之内，物探局、胜利油田等较大的物探公司相继从国外引进数字检波器，特别是胜利油田已经用数字检波器完成了几个采集项目，采集资料主频高、频带宽，所获得的单炮记录中高频成分的能量明显增强，各种性能均优于模拟检波器，更适合高分辨率地震数据采集。但在国内对数字检波器的开发研究刚刚起步，技术水平落后于国外水平，现在还处于实验开发阶段，大家都看好了石油资源勘探这个市场，很多科学研究机构包括一些石油公司参与到了数字检波器的研究领域，据有关资料报道，在国内北京大学的青鸟微电子研究所自2008年开始研发MEMS加速度传感器，正在做数字检波器的转换工作。中科院上海微系统所研制出了石油勘探MEMS加速度传感器，目前进行了野外试验。南京地球物理勘探研究所对数字检波器的研究较早，也开始了数字检波器的实验工作。另外，石油大学有关研究人员也在两年前开始了数字检波器的研究，威海双丰电子有限公司、中石油下属的石油仪器厂，也把数字检波器列为其主导研发产品。胜利物探公司也开展了数字检波器的研究工作。种种迹象表明，数字检波器的发展在地震勘探领域将是一个必然的趋势。

三分量数字检波器的主要性能指标：

（1）数字检波器内部经过MEMS传感器和ADC电路，直接输出24位数字信号；

（2）动态范围可达到120dB，比传统检波器的动态范围至少高出50dB-60dB；

（3）谐波畸变指标小于0.003%，比传统检波器的谐波畸变至少低一个数量级；

（4）数字检波器输出的幅频特性十分平坦，在1Hz-800 Hz范围内，始终保持平直，而输出相位为零相位；

（5）超低噪音特性、极高的向量保真度、不受外界电磁信号干扰的影响，如天电、工业高压线或地下电缆等干扰。

参考文献

[1] 付清锋，周明.地震检波器的进展[J].石油仪器，2000，14（2）

[2] 宋玉龙，压电加速度地震检波器及其频率响应特性分析[J].石油仪器，2004，18（4）

[3] 428 training course，Sercel，2010

[4] 张威，张大成，万阳元.MEMS概况及其发展趋势[J].微纳电子技术，2002，1

作者：顾济

光纤检测石油勘探论文 篇2：

基于NAS架构的数据容灾备份系统的设计与实现

摘 要：石油行业地质资料数据具有数据量大、增长快和数据种类复杂等特点，如何备份这些海量的数据成了一大难题。以中国南海东部海域石油勘探数据为例，结合石油行业数据特点，设计了“两地三中心”的数据备份系统架构，建成了三级数据备份系统。该系统以NAS存储数据快照技术为基础，各级备份系统采用不同的备份策略，对应不同的风险级别，通过对各级备份数据进行恢复验证，各级备份数据都是完整有效的，取得了预期的效果，达到了系统建设的目的。

关键词：NAS；数据备份系统；异地容灾；数据恢复

1 引言 （Introduction）

隨着中国南海东部海域石油勘探逐渐进入深水领域，勘探所涉及的海域面积越来越大，由此产生的石油勘探开发数据量也越来越大，这些数据是进行石油勘探开发的基础，也是企业最重要的财富。因此，为了保障勘探开发科研数据的安全，降低因人为误操作导致数据丢失的风险，防范因各种自然灾害而造成硬件设备损毁导致的数据丢失，建设一套有效的数据容灾备份系统显得尤为重要。

传统的数据备份多以磁带库为介质，这种备份模式具有介质不易管理、存储容量有限和数据查找恢复不便等缺点，已不能满足新形势下的企业级数据备份需求。文中设计的数据容灾备份系统以NAS存储为基础，建立了多级备份系统，可满足从过去几小时到几年内的数据恢复需要，并在异地建立了数据灾备中心，为企业的重要数据建立了多重安全保障[1]。

2 现状分析（Analysis of the situation）

南海东部海域经历30余年的勘探开发，已实现连续20年油气产量超千万方，经过多年的积累，形成了海量的勘探开发数据资料库，目前共有数据大约170TB，数据类型及数据量如表1所示。

从上表来看，勘探开发数据主要是GeoFrame应用数据，该类数据是GeoFrame软件应用平台下的综合地质资料数据，采取结构化的存储形式，结合Oracle数据库，利用GeoFrame软件平台进行地质资料综合解释，其次是Eclipse油藏数据，该类数据用来进行油田数值模拟，采取非结构化的存储形式。

由于数据量大，数据种类多，数据增长快，数据读取频率高，目前所有数据的存储使用模式已由过去的单一机器存储，变成了分布式的网络存储，其存储形式为NAS存储（网络附属存储），利用磁盘阵列和专业的软件来管理数据[2，3]。以此为基础再结合应用服务器、数据库服务器、应用客户端和千兆光纤网络，形成了分布式的应用系统架构[4]，其系统架构图如图1所示。由于所有数据都是存储于NAS设备上，应用人员只需要一台瘦客户机（PC）即可使用各种专业软件，调用所有数据。

3 系统建设（System construction）

3.1 设计要求

根据目前的系统架构和数据容量，以及每天的数据增量，综合考虑建设成本和网络带宽限制，结合系统故障风险承受能力和需求分析，提出了“两地三中心”的系统架构设计方案，即在深圳建设两套数据备份系统：近线备份系统和同城备份系统，在北京建设异地数据容灾备份中心，其数据流图如图2所示。

按照“两地三中心”的系统架构设计方案，需要在深圳和北京建设三套备份系统，其中近线备份系统是对生产应用系统的在线备份系统，部署在与生产应用系统的同一地点，同城备份系统为近线备份系统的半同步备份系统，部署在与近线备份系统同一城市的不同地点，异地容灾中心为同城备份系统的异步备份。三级备份系统分别对应不同的风险等级[5]，其中近线备份系统对应一级风险，主要包括人为误操作和软硬件及系统故障导致的短期内数据丢失，需要利用近线备份系统恢复数据；同城备份系统对应二级风险，主要是水灾、火灾等灾难导致主机房硬件设备损毁导致的数据丢失，需要利用同城备份系统恢复数据，以及需要找回过去更长周期内的数据；异地容灾中心对应三级风险，主要是地震、恐怖袭击等不可抗力因素导致所在城市毁灭，继而导致当地所有硬件设备损毁和数据丢失，需要利用异地容灾中心恢复数据。三级备份系统分别采取不同的备份策略进行数据备份：近线备份系统的备份策略是数据保留周期短密度高，同城备份系统的备份策略是数据保留周期长密度适中，异地容灾中心的备份策略是数据保留周期短密度低[6]。

3.2 技术方案

根据设计要求，备份数据流传输路径依次为生产应用系统至近线备份系统，近线备份系统至同城备份系统，同城备份系统至异地容灾中心。目前生产应用系统数据采用NetApp存储设备，通过进行调研和需求分析，并结合前期的各项测试结果，最终决定近线备份系统也采用NetApp存储设备，同城备份系统和异地容灾中心采用DELL Compellent存储设备，生产应用系统至近线备份系统之间数据传输利用NetApp Data ONTAP的SnapMirror模块实现，近线备份系统至同城备份系统的数据传输利用Nexenta NexentaStor的Auto-Tier模块实现，同城备份系统至异地容灾中心的数据传输利用DELL ENTERPRISE MANAGER的Replication实现，其架构图如图3所示。

3.3 方案实施

近线备份系统采用NetApp存储设备，主要硬件配置为NetApp FAS8020 控制器，以及配套的NetApp DS4243磁盘柜，磁盘柜配置4T/7200RPM的sata硬盘，软件许可配置为SnapMirror、SMO、OSSVhe和FlexClone等模块。

由于近线系统采用NetApp存储设备，与生产系统存储设备属于同构设备，因此数据传输可利用SnapMirror实现。SnapMirror是NetApp ONTAP的一项集成功能，可在各存储端之间提供一种高效的数据复制解决方案，通过配置SnapMirror参数，可满足从几分钟到几小时不等的数据恢复点目标要求，从而满足了近线备份系统周期短密度高的数据备份需求。

同城备份系统采用DELL存储设备，主要硬件配置为Dell Compellent SC8000控制器，Dell Compellent SC200磁盘柜和3T/7200RPM的sata硬盘，由于近线备份设备与同城备份属于异构设备，因此还配置一台Dell Powerdge R720控制器，用于安装Nexenta公司的NexentaStor软件产品，该软件能够解决不同厂商的设备兼容和数据传输问题，其中的Auto-Tier模块实现了数据从近线备份系统至同城备份系统的传输，并能对数据进行重复删除和压缩，Auto-Snap模块能对文件系统做快照备份，从而满足了同城备份系统数据保存周期长的需求。

异地容灾中心也采用DELL存储设备，硬件配置与同城备份系统一样，作为同城备份系统的异地备份，通过iSCSI协议利用DELL ENTERPRISE MANAGER的Replication模块从广域网进行数据传输[7]。

4 关键技术（The key technology）

4.1 磁盘阵列

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列，简单来说，RAID就是一种把多块独立的硬盘按不同的方式组合起来形成一个大的存储资源池，从而提供比单个硬盘容量更大、可靠性更高的数据存储技术。硬盘的不同组合方式，对应RAID不同的级别，提供了不同的数据读写速度和可靠性。

在此次数据备份系统建设中，各级备份系统都采用了RAID技术，通过RAID技术，有效保障了各级备份系统的数据安全。近线备份系统采用RAID 5，即将所有硬盘形成一个大的存储池，将所有数据和奇偶校验信息条块化的存储在所有硬盘上，并通过设置Hot-Spare（热备份）盘来提高数据的安全性，即使RAID有硬盘出现故障，也能保证存储数据的安全。同城备份系统和异地容灾中心由于采用了ZFS文件系统，因此使用了RAIDZ解决方案，RAIDZ可以利用ZFS文件数据的校验和其他机制进行错误检测和更正，可以对所有数据进行校验，并可在有正确副本时对错误数据进行恢复。

4.2 存储快照技术

存储网络行业协会SNIA（StorageNetworking Industry Association）对快照（Snapshot）的定义是：关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某個时间点（拷贝开始的时间点）的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复，当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复至某个可用的时间点的状态。

同样，在此次数据备份系统中都采用了存储快照技术，通过对备份系统中的数据卷按时间点做快照，即可形成该时间点的数据保护点（CDP），若该时间点以后出现数据丢失，则可利用快照恢复至该时间点，从而找回丢失的数据。快照的频率和保存时间长短决定了对数据的保护程度，在此次备份系统建设中，根据需要制定了不同的快照策略，即对近线备份系统采取密度高保存周期短的策略，满足近线备份系统短期的数据保护需求，而对同城备份系统和异地容灾中心，则采取密度低保存周期长的策略，满足数据保存时间长的要求。

4.3 数据卷克隆

数据卷克隆主要是针对数据恢复的，一般来说，数据快照是只读不可写的，因此要真正使用快照恢复的数据，需要进行数据卷克隆，即利用快照克隆出一份与相应数据集一样的可读可写的数据卷，从而达到数据恢复并可用的目的。

5 数据恢复与验证（Data recovery and validation）

数据容灾备份系统建成后，还需要配备相应的备用服务器，搭建应用软件环境，以便对备份数据定期进行数据恢复验证，确保备份数据是有效和可靠的。此次数据容灾备份系统包括三级备份系统，系统架构复杂，实施难度大，在系统建成后，制订了详细的备份系统日常管理办法和应急恢复预案及数据恢复操作手册，形成了完整的制度规范。

按照制度要求，除了日常对各级备份系统进行日常维护、故障预警、日志记录和运行评估外，还需定期进行数据恢复验证，其中对近线备份系统每月进行一次数据恢复验证，同城备份系统每季度进行一次数据恢复验证，异地容灾中心每年进行一次容灾恢复演练，通过模拟生产应用系统出现数据丢失或系统崩溃，从备份系统恢复丢失的数据或进行系统切换，并对恢复过程和结果进行记录。

6 结论（Conclusion）

此次容灾备份系统的建设，从前期的需求分析、调研测试、方案设计，到方案的实施、软硬件的安装部署，前后历经半年时间，目前系统运行状态良好，所有数据都能按照设计的链路进行传输，数据压缩和重复删除功能也都得到了实现，各级备份系统的数据经过验证都是有效的，均符合前期设计要求。该系统建成后，为企业的重要数据建立了多重保障，已多次利用备份系统找回因误操作和系统故障而丢失的数据，受到了广大应用人员的好评，极大的提高了南海东部海域勘探开发数据的安全性。

在数据容灾备份系统的建设及日常维护过程中，笔者有几点经验体会：一是前期要做好调研，结合自身的应用需求和现状，制订一个符合自身需求的建设方案；二是系统建设要通盘考虑，要结合软件、硬件、存储、网络、机房等因素，确保方案从技术层面是可行的；三是备份系统数据一定要进行恢复验证，要定期进行数据恢复演练，检验备份数据的可用性；四是系统建设和日常维护要进行记录，要制订相应的管理规定和操作手册，形成系统的技术文档和总结报告，并归档保存。

参考文献（References）

[1] YU J，REN K，WANG C，et al.Enabling Cloud Storage Auditing with Key-Exposure Resistance[J].IEEE Transactions on Information Forensics and curity，2015，10（6）：1167-1180.

[2] YU Y，LI Y N.Public Integrity Auditing for Dynamic Data Sharing with Multiuser Modification[J].IEEE Transactions on Information Forensics & Security，2015（10）：1717-1726.

[3] YU Rongwei，WANG Lina，WANG Dejun，et al.Study on Security Enhancement Technology for Disaster Tolerant[J].Wuhan University Journal of Natural Sciences，2009，14（1）：019-023.

[4]鄭如秋，梁庭玮.一种分布式并行文件系统的介绍及在海洋地震数据处理中的应用[J].电脑与信息技术，2015，23（4）：44-46.

[5] 汪生珠，何庆兵，欧阳欣.集群NAS存储技术在石油勘探高性能计算中的应用[J].中国科技信息，2016（6）：29-31.

[6]陈胜华，伍德雁.异地数据容灾备份与恢复的应用研究[J].科技讯，2012（13）：45.

[7]王春才，闫磊，李英韬.基于iSCSI的网络数据存储技术研究[J].吉林师范大学学报（自然科学版），2014（4）：98-100.

作者简介：

叶虹余（1984-），男，本科，工程师/信息系统项目管理师.研究领域：信息系统开发、运维及管理.

作者：叶虹余

光纤检测石油勘探论文 篇3：

就弯曲损耗谈光纤测试仪器及其运用

摘 要： 随着光纤通信技术的飞速发展，与此相关的其他行业也在迅猛的发展过程中，比如光纤测试仪器。研究两种弯曲损耗的检测方法，并对基于这两种检测方法的仪器——光线识别仪以及光纤对线器的应用进行研究。希望通过的研究为光纤测试仪器的发展与运用提供一定的参考和借鉴。

关键词： 弯曲损耗；光纤测试；仪器；运用

0 引言

作为一种光波导的重要组成，光纤技术在近年来得到了飞速的发展，而且运用的领域也越来越广泛，从军事、通信、医疗领域逐渐向服务、运输、教育以及能源等多个领域扩张。光线通过光波传递来实现传输的，而在光纤弯曲的时候，光纤芯内部的传输光不能再在满足全反射的条件下进行传递，因而会产生一定的损耗。这一损耗会对光纤的数据传递带来一定的影响，也成为了光纤技术发展的一个重要课题，因此对光纤弯曲损耗进行测量就变得越发重要了。从这个角度来看，本文的研究具有较强的现实意义。光纤的弯曲损耗大致有微弯损耗和宏弯曲损耗两种，这在平时都比较多见的，但是两者有很大的区别，微弯是一些随机的、曲率半径可以与光纤的横截面尺寸相比拟的畸变。而本文研究的两种测试仪器，都是针对上述的光纤宏弯曲的应用，一般宏弯曲损耗我们直接称为弯曲损耗。

1 光纤弯曲损耗的基本原理

光纤本身是一种通信线材，这种通信线材质地柔软，而且比较容易弯曲，所以在通信中很适合使用，由于这些特点，所以使得光的传播途径发生重要的改变，使得光从光纤芯渗透到包层，光在光纤里沿轴向传播的常数β应满足n2k0＜β＜n1k0。在光纤弯曲的时候，光在光纤弯曲的部分进行传输，如果同相位的电场和磁场要保持在同一个平面，则靠近外侧的传输速度会比靠近内测的要大，在达到一定的弯曲位置是，其速度就会超过光速，这就意味着光纤的传到模变成了辐射模。光纤传输的光束功率会有一部分的损失，衰减会增长，这就是光纤的弯曲损耗产生的原因。

2 两种光纤测试仪器的测试原理

作为一种电磁波，光通信所采用的测试技术在很大程度上都是带来了生活的极大便利，光通信的光波是一种短波，其波长在微米量级，频率为1014量级。其频率是常用的微波量级的一百多倍，通信容量相应大致是微波通信的一百多倍。实际上很久以前，很多研究者就尝试用光信号传送话音。

2.1 光纤识别仪的测试原理。光纤识别仪的工作原理比较简单，它是将两个光检测器封装在一个固定的传感器基座内，两个传感器之间呈一定的角度，（以3M9000系列光纤识别仪为例，夹角为169度），被检测的光纤通过一定的方式固定于光检测器上，当光从光纤的一侧传输的时候，两个光检测器分别检测光电信号，并且将该信号放大，送入到嵌入式系统的转换器中，将光电信号转化为数字信号，通过内置的CPU和相应的程序判断这两个数字信号之间的差别，就可以判断弯曲损耗、传输方向以及是否有信号传输等等。用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。非常像电子学中的万用表，在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表，光纤技术人员应该人手一个。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够*价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助估光纤链路传输质量。

对光系统发射已知功率和波长的光。稳定光源与光功率计结合在一起，可以测量光纤系统的光损耗。对现成的光纤系统，通常也可把系统的发射端机当作稳定光源。如果端机无法工作或没有端机，则需要单独的稳定光源。稳定光源的波长应与系统端机的波长尽可能一致。在系统安装完毕后，经常需要测量端到端损耗，以便确定连接损耗是否满足设计要求，如：测量连接器、接续点的损耗以及光纤本体损耗。技术人员可在任意一端成功地使用经济性组合光万用表，一端使用稳定光源另一端使用光功率计。

2.2 光纤对线器的测试原理。光纤对线器基本上都是由两个组成部分构成的，即，主机以及干扰夹持器。在对光纤进行检测的时候，主机需要夹持在光纤的一端，而干扰夹持器则加持在光纤的另一端，通过干扰夹持器认为的制造弯曲损耗，而主机则检测由干扰夹持器引起的光线辐射损耗，通过干扰夹持器夹持的前后数据的对比，可以在不中断光纤通信的前提下，将同一根光纤的两端能够较为便利的辨别出来是否存在故障。

3 两种光纤测试仪器的运用

光纤识别仪能够在不中断通信，不切断光纤的条件下对光纤线线路进行准确的识别，能够指出光纤中是否有光信号通过，并且还能够判断光信号的传输方向，以上文提到的3M9000系列光纤识别仪为例，它还能识别出270Hz、330Hz、1KHz以及2KHz的信号，在光线故障定位中应用颇为广泛。同时，由于光纤识别仪一般是由单片机作为系统主机，具有体积较小、处理速度较快、功耗低而且便携等特点，也适用于野外的光纤诊断。

而光纤对线器的主要应用范围与光纤识别仪不尽相同，光纤对线器的开发本来就是为了满足市场的细分要求而进行的。它由于具备能够在不影响任何正常的通信的前提下对光纤的两端进行检测，而且还能够在不中断正常的通信的前提下，在众多的光纤或者光缆中，找到同一根光纤，并且对其弯曲损耗进行检测。因此，光纤对线器在各个电信机房、各个设备以及光纤集线器的检测过程中应用的较多。除此之外，光纤对线器由于主机和干扰夹持器分开，还能够通过运用无线通信技术同时检测距离较远的光纤，甚至是不在一个房间或者不在同一个楼层的光纤，应用起来相对灵活，应用的范围也相较光纤识别仪要更为广泛。另外，光纤控制软件上得控制和优化也可以使得测试更加的精确，一般而言，满足相同容量的覆盖要求下，靠近天线安装分布式光纤，一个载频可以节省能耗75W；提升主设备的集成度以减少主设备对电源功率的需求；提高主设备的温度适应范围，缩短空调运行时间甚至不需要安装空调设备，节能效果明显。随着光纤设备技术的发展，无线设备能耗逐渐降低，预计功耗水平有可能降到500w左右。

4 结语

光纤测试仪器是光纤通信技术发展的必要保障，本文提到的光纤识别仪以及光纤对线器在光纤测试中都是必不可少的。这两者都是以光纤的弯曲损耗为基础，都能够在不切断通信的条件下对光纤进行测试和诊断，能够极大地降低对光纤通信系统的影响，同时保障光纤系统的正常运行。

参考文献：

[1]张治辉、陈婷、邢雪宁，光纤漏光传感器及其在光纤识别仪中的应用[J].仪器仪表学报，2005年，S1期.

[2]邢雪宁、张治辉、陈婷，光纤的弯曲损耗和微弯损耗及其利用[J].中国有线电视，2004年，23期.

[3]李学金，光纤微弯传感器及反射式强度调制光纤传感器研究[D].天津大学，2005年.

[4]赵浙明、隋成华，多模光纤弯曲损耗特性的测量与分析[A].浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C].2005年.

作者简介：

杨宝（1969-），广东揭阳人，中国石油化工集团公司河南石油勘探局通信公司，从事通信工程和通信技术应用及研究。

作者：杨宝